Estudo experimental dos parâmetros geotécnicos de um solo laterítico natural, melhorado e com incorporação de lodos de ETA para aplicação em pavimentos

Abstract

Solos lateríticos são encontrados principalmente em regiões tropicais e têm propriedades geotécnicas que os tornam relevantes na engenharia geotécnica. No entanto, seu desempenho em aplicações como pavimentação pode ser limitado devido à variabilidade mineralógica. O objetivo deste estudo é avaliar as propriedades geohidromecânicas de um solo laterítico natural (LA’), melhorado e com incorporação de lodos de estações de tratamento de água de natureza férrica (WTS1) e alumínica (WTS2), por meio de caracterizações física, hidráulica, mecânica, de deformabilidade, química e microestrutural considerando-se as condições típicas de carregamento impostas por vias urbanas de tráfego leve a médio e por rodovias vicinais. Serão analisadas as alterações nas propriedades geotécnicas do solo após a adição de estabilizante e dos resíduos sólidos na condição saturada e não saturada. Esta pesquisa emprega a adição de cimento Portland (CEM) como estabilizante, lodos de ETA como resíduo sólido e padrões nacionais e internacionais para o programa experimental. O programa de ensaios de laboratório incluirá a determinação da granulometria conjunta, compactação, massa específica dos sólidos, limites de Atterberg, classificação dos solos, matéria orgânica, curva característica solo-água (SWCC), condutividade hidráulica saturada (permeabilidade), índice de suporte Califórnia (CBR), compressão simples, módulo de resiliência, deformações permanentes (plásticas), triaxiais com instrumentação interna, bender elements, ensaios de plasma acoplado indutivamente (ICP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para cálculo dos parâmetros fundamentais para a avaliação do desempenho de pavimentos em concordância com o método mecanístico-empírico de dimensionamento de pavimentos (MEPD) e a incorporação dos resíduos sólidos empregados nos modelos de economia circular. Os resultados desta pesquisa contribuirão para o desenvolvimento de soluções económicas e sustentáveis para a infraestrutura rodoviária em regiões com solos lateríticos, promovendo o uso eficiente e sustentável de resíduos sólidos para minimizar impactos ambientais negativos.

Lateritic soils are primarily found in tropical regions and possess geotechnical properties that make them relevant in geotechnical engineering. However, their performance in applications such as paving may be limited due to mineralogical variability. The aim of this study is to evaluate the geo-hydro-mechanical properties of a natural lateritic soil (LA’), improved and amended with ferric (WTS1) and aluminic (WTS2) water treatment sludges (WTS), through physical, hydraulic, mechanical, deformability, chemical, and microstructural characterizations, considering typical loading conditions imposed by urban roads with light to medium traffic and rural highways. The changes in the geotechnical properties of the soil after the addition of stabilizers and solid waste in both saturated and unsaturated conditions will be analyzed. This research employs Portland cement (CEM) as a stabilizer, WTS as solid waste, and national and international standards for the experimental program. The laboratory testing program will include determination of particle size distribution, compaction, specific gravity of solids, Atterberg limits, soil classification, organic matter content, soil-water characteristic curve (SWCC), saturated hydraulic conductivity (permeability), California Bearing Ratio (CBR), unconfined compressive strength, resilient modulus, permanent (plastic) deformations, triaxial tests with internal instrumentation, bender elements, inductively coupled plasma (ICP) tests, and scanning electron microscopy (SEM) to calculate fundamental parameters for pavement performance evaluation in accordance with the Mechanistic-Empirical Pavement Design (MEPD) method and the incorporation of solid waste into circular economy models. The results of this research will contribute to the development of economical and sustainable solutions for road infrastructure in regions with lateritic soils, promoting the efficient and sustainable use of solid waste to minimize negative environmental impacts